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摘 要:本文将详细介绍高品质双酚A型液体环氧树脂的合成反应原理,并通过调查与研究,适时掌握该类型环氧树脂的合成方法,即改进合成装置、实行一步法、二步法及混合法等,继而使其合成的品质获得较大提升。
关键词:高品质;双酚A型液体环氧树脂;合成分析
引言:
当前我国的环氧树脂的环氧值较低,且透明度与色泽也出现些许问题,为改进合成树脂的问题,技术人员借助试验提升其整体质量与性能,使环氧树脂具备更强的合成性。
一、高品质双酚A型液体环氧树脂的合成反應原理
高品质双酚A型液体环氧树脂的合成反应通常会经历三个步骤,即开环反应、增长反应与闭环反应。在进行开环反应时,A型环氧树脂的反应物需借助ECH与BRA的催化反应,其主要机理为HO通过反应生成C、CH3,其气体O要利用CH与H2C的反应生成,继而通过与CH2-CI产生NaOH。由于开环反应属可递性反应,该反应在其70℃的溶解阶段就已开始,而其EVH的作用则被逐渐削弱,其链增长主要依靠于链与链间的作用来实现。在溶解阶段,BA与ECH并不会发生化学反应,且酚基与环氧基的反应属不可逆。环氧树脂的增长反应、闭环反应过程与其开环反应相似,通过更多的物质的合成生成其反应物。此外,环氧树脂中还包含副反应与交换反应。交换反应主要为环氧氯丙烷与双酚A的反应,而副反应则会产生异质端基[1]。
二、高品质双酚A型液体环氧树脂的合成方法
(一)改善合成装置
技术人员为提升双酚A型液体环氧树脂的合成性质,需适时改善合成装置,过去合成装置存在较多问题,比如,由于装置的口径较小,在合成时极易出现气阻现象,对合成过程中的水分会产生较大影响。合成装置常采用常规四氟开展搅拌工作,由于漏气现象的增加,将严重影响了树脂的正常合成,因此,改善合成装置极有必要。
首先,试验人员可适时改进搅拌方式,由于常规装置常使用四氟乙烯,在进行搅拌的过程中极易发生磨损现象,继而在装置内部出现缝隙,当气体借助缝隙进入到装置内部后则会影响树脂颜色,为调整装置,试验人员可运用真空搅拌法。其次,及时改变加碱方式,常规加碱的方法为采用滴液漏斗,而运用该装置会给加碱的连续性带来较大影响,由于其工序为依次叠加,会降低其连续性,因此,试验人员可选择蠕动泵加碱,此方式主要借助于内径极小的加料管与恒定外力,对加碱速度的控制也会更加科学。最后,技术人员需及时改造分液漏斗,在开展环氧树脂的合成试验时,其分液漏斗可自行设计,设计的主要目的为缩减回流水分并减小气阻。
(二)运用一步法
试验人员运用一步法能有效合成环氧树脂,其内部的环氧指数会给精制反应、闭环反应与醚化反应中的反应条件带去较大影响。具体来说,当醚化反应中的温度在60-80℃之间时,该反应中的转化率也会有效下降,从68%减弱到56%左右。由于环氧树脂与加碱量的关系较密切,当其加碱量低于双酚A摩尔数的1.8倍时,环氧指数会得到适当提升,且与滴碱量的数值呈正相关。与此同时,当加碱数量超出1.8倍的摩尔系数时,其合成反应中会出现更多的副反应,进而增加较多的废聚物,会给环氧指数带来较大影响,改变环氧树脂的整体性能。环氧树脂在开展精制作用时会出现BPA摩尔数,当闭环反应中的加碱量超出此摩尔数的1.7倍时,其环氧指数会适当下降,反之亦然,因此,采用一步法能提升环氧指数,并使其保持在0.54-0.56之间。
(三)实行二步法
二步法也能合成环氧树脂,通过试验的调查与研究,催化剂种类、催化剂使用量、醚化的反应温度与反应时间都会影响环氧指数。试验中的相转移催化剂为四甲基溴化铵,若醚化反应的温度在58-60℃之间,其合成反应时间会在40-120分钟;当其温度上升到60-62℃时,反应时间会增加到180分钟,环氧树脂的色泽也会较浅,其指数大约为0.593。合成反应对精制过程的影响较小,二步法会减少反应周期,且在此期间无任何废水生成。试验人员经过大量研究,当环氧指数在0.610-0.629间时其各项性能与反应指标处于理论峰值,此时的醚化温度需在80℃左右,其合成时间大约为3小时。
(四)开展混合法
通过对一步法与二步法的探究,为提升环氧树脂的整体性能,试验人员设计出了混合法,即将两种方法的优势与部分步骤混合到一起,即同时使用醚化与催化反应,继而合成出全新的环氧树脂。一方面,借助季铵盐实行醚化反应,其时间大约为60分钟,温度处于58℃,同时,试验人员利用改进后的装置进行加碱醚化,其反应时间需持续近120分钟。另一方面,通过科学的醚化作用,开展加碱活动,在完成闭环反应以后可获得环氧树脂。在整套合成反应中精制反应步骤被削减,此方式的环氧指数在0.555-0.559之间[2]。
总结:
综上所述,环氧树脂已应用在多项领域中,为改善其合成质量,试验人员需充分了解其合成原理,并针对当前部分合成问题进行对应性改变。通过一步法与二步法的试验与研究,技术人员应找到更为科学的试验方法,完善环氧指数。
参考文献
[1] 薛涵与,林棋.LED用可逆交联型双酚A环氧树脂的研究[J].冶金与材料,2018,38(04):136-137.
[2] 王志超,柴国强,王志,等.阻燃型碳纤维/环氧树脂复合材料的制备[J].科技创新与应用,2017(25):67+69.
作者简介:李莉(1987年6月)女,江苏沛县,汉族,助理工程师,大专,从事实验室分析技术研究与应用。
关键词:高品质;双酚A型液体环氧树脂;合成分析
引言:
当前我国的环氧树脂的环氧值较低,且透明度与色泽也出现些许问题,为改进合成树脂的问题,技术人员借助试验提升其整体质量与性能,使环氧树脂具备更强的合成性。
一、高品质双酚A型液体环氧树脂的合成反應原理
高品质双酚A型液体环氧树脂的合成反应通常会经历三个步骤,即开环反应、增长反应与闭环反应。在进行开环反应时,A型环氧树脂的反应物需借助ECH与BRA的催化反应,其主要机理为HO通过反应生成C、CH3,其气体O要利用CH与H2C的反应生成,继而通过与CH2-CI产生NaOH。由于开环反应属可递性反应,该反应在其70℃的溶解阶段就已开始,而其EVH的作用则被逐渐削弱,其链增长主要依靠于链与链间的作用来实现。在溶解阶段,BA与ECH并不会发生化学反应,且酚基与环氧基的反应属不可逆。环氧树脂的增长反应、闭环反应过程与其开环反应相似,通过更多的物质的合成生成其反应物。此外,环氧树脂中还包含副反应与交换反应。交换反应主要为环氧氯丙烷与双酚A的反应,而副反应则会产生异质端基[1]。
二、高品质双酚A型液体环氧树脂的合成方法
(一)改善合成装置
技术人员为提升双酚A型液体环氧树脂的合成性质,需适时改善合成装置,过去合成装置存在较多问题,比如,由于装置的口径较小,在合成时极易出现气阻现象,对合成过程中的水分会产生较大影响。合成装置常采用常规四氟开展搅拌工作,由于漏气现象的增加,将严重影响了树脂的正常合成,因此,改善合成装置极有必要。
首先,试验人员可适时改进搅拌方式,由于常规装置常使用四氟乙烯,在进行搅拌的过程中极易发生磨损现象,继而在装置内部出现缝隙,当气体借助缝隙进入到装置内部后则会影响树脂颜色,为调整装置,试验人员可运用真空搅拌法。其次,及时改变加碱方式,常规加碱的方法为采用滴液漏斗,而运用该装置会给加碱的连续性带来较大影响,由于其工序为依次叠加,会降低其连续性,因此,试验人员可选择蠕动泵加碱,此方式主要借助于内径极小的加料管与恒定外力,对加碱速度的控制也会更加科学。最后,技术人员需及时改造分液漏斗,在开展环氧树脂的合成试验时,其分液漏斗可自行设计,设计的主要目的为缩减回流水分并减小气阻。
(二)运用一步法
试验人员运用一步法能有效合成环氧树脂,其内部的环氧指数会给精制反应、闭环反应与醚化反应中的反应条件带去较大影响。具体来说,当醚化反应中的温度在60-80℃之间时,该反应中的转化率也会有效下降,从68%减弱到56%左右。由于环氧树脂与加碱量的关系较密切,当其加碱量低于双酚A摩尔数的1.8倍时,环氧指数会得到适当提升,且与滴碱量的数值呈正相关。与此同时,当加碱数量超出1.8倍的摩尔系数时,其合成反应中会出现更多的副反应,进而增加较多的废聚物,会给环氧指数带来较大影响,改变环氧树脂的整体性能。环氧树脂在开展精制作用时会出现BPA摩尔数,当闭环反应中的加碱量超出此摩尔数的1.7倍时,其环氧指数会适当下降,反之亦然,因此,采用一步法能提升环氧指数,并使其保持在0.54-0.56之间。
(三)实行二步法
二步法也能合成环氧树脂,通过试验的调查与研究,催化剂种类、催化剂使用量、醚化的反应温度与反应时间都会影响环氧指数。试验中的相转移催化剂为四甲基溴化铵,若醚化反应的温度在58-60℃之间,其合成反应时间会在40-120分钟;当其温度上升到60-62℃时,反应时间会增加到180分钟,环氧树脂的色泽也会较浅,其指数大约为0.593。合成反应对精制过程的影响较小,二步法会减少反应周期,且在此期间无任何废水生成。试验人员经过大量研究,当环氧指数在0.610-0.629间时其各项性能与反应指标处于理论峰值,此时的醚化温度需在80℃左右,其合成时间大约为3小时。
(四)开展混合法
通过对一步法与二步法的探究,为提升环氧树脂的整体性能,试验人员设计出了混合法,即将两种方法的优势与部分步骤混合到一起,即同时使用醚化与催化反应,继而合成出全新的环氧树脂。一方面,借助季铵盐实行醚化反应,其时间大约为60分钟,温度处于58℃,同时,试验人员利用改进后的装置进行加碱醚化,其反应时间需持续近120分钟。另一方面,通过科学的醚化作用,开展加碱活动,在完成闭环反应以后可获得环氧树脂。在整套合成反应中精制反应步骤被削减,此方式的环氧指数在0.555-0.559之间[2]。
总结:
综上所述,环氧树脂已应用在多项领域中,为改善其合成质量,试验人员需充分了解其合成原理,并针对当前部分合成问题进行对应性改变。通过一步法与二步法的试验与研究,技术人员应找到更为科学的试验方法,完善环氧指数。
参考文献
[1] 薛涵与,林棋.LED用可逆交联型双酚A环氧树脂的研究[J].冶金与材料,2018,38(04):136-137.
[2] 王志超,柴国强,王志,等.阻燃型碳纤维/环氧树脂复合材料的制备[J].科技创新与应用,2017(25):67+69.
作者简介:李莉(1987年6月)女,江苏沛县,汉族,助理工程师,大专,从事实验室分析技术研究与应用。